Informe DE Laboratorio - N°3 Determinación DEL PESO Molecular DE UN Líquido Volatil PDF

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PRACTICA N°3 DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UN LÍQUIDOVOLATIL.Autores.1192709 Carreño Laguado Sebastian Camilo 11 Laboratorio de Química Industrial grupo D, Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Francisco de Paula Santander.Resumen.Los átomos y moléculas, en el...

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PRACTICA N°3 DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UN LÍQUIDO VOLATIL.

Autores. 1192709 Carreño Laguado Sebastian Camilo 1 Laboratorio de Química Industrial grupo D, Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Francisco de Paula Santander.

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Resumen. Los átomos y moléculas, en el estado gaseoso, se comportan como centros puntuales de masa que solo en el rango de las altas presiones y bajas temperaturas son afectadas por las fuerzas atractivas. Fuera de estos límites, las propiedades físicas de un gas se deben principalmente al movimiento independiente de sus moléculas. Si se consideran a un gas contenido en un recipiente, la presión que este ejerce es la fuerza por unidad de área sobre las paredes debida a los impactos elásticos de las moléculas. Las leyes de los gases ideales son útiles en la determinación de las masas molares de sustancias volátiles siguiendo la ecuación de estado que rige a los gases ideales, si se conoce el volumen, presión, temperatura y masa del líquido en estado de vapor, de la siguiente forma: P. V = n. R. T

ecuación de estado (1)

Abstracts. Atoms and molecules, in the gaseous state, behave as point centers of mass that only in the range of high pressures and low temperatures are affected by attractive

forces. Outside these limits, the physical properties of a gas are mainly due to the independent motion of its molecules. If a gas contained in a container is considered, the pressure it exerts is the force per unit area on the walls due to the elastic impacts of the molecules. The ideal gas laws are useful in determining the molar masses of volatile substances following the equation of state that governs ideal gases, if the volume, pressure, temperature and mass of the liquid in the vapor state are known, from the following form: P. V = n. R. T

equation of state (1)

Palabras clave.  

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Átomos: es la unidad constituyente más chiquita de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Moléculas: es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes. Presión: es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

Keywords.   

Atoms: it is the smallest constituent unit of matter that has the properties of a chemical element. Molecules: it is an electrically neutral and sufficiently stable group of at least two atoms in a defined configuration, linked by strong chemical bonds. Pressure: it is a physical quantity that measures the projection of the force in a perpendicular direction per unit area, and it serves to characterize how a certain resultant force is applied on a line.

Parte experimental. Peso del Erlenmeyer + papel aluminio+ liga (Pi) Peso del Erlenmeyer + papel aluminio + liga + liquido condensado (Pf) Masa del vapor (g) (Pf-Pi) Temperatura de ebullición del agua (K) Presión atmosférica (Atm) Volumen del Erlenmeyer (L) Peso molecular (g/mol) Error experimental (%)

51.03 g 52.04 g 0.19 g 100° C - 373°K 28.84 pulga Hg – 0.963 Atm 124 ml- 0.124L 48.70 g/mol

m∗R∗T PM = P∗V

(

)

atm∗l ∗( 373 K ) mol∗ K 48.70 g = mol (0.963 atm )∗( 0.124 l )

( 0.19 )∗ 0.08205 PM =

Cuestionario. 1. De acuerdo al % de error obtenido ¿Cuáles son las posibles fuentes de error cometidas en la práctica realizada?   

En los datos obtenidos En cada medición En el peso de los materiales

2. Suponga que la práctica se hizo de manera precipitada y que no se alcanzó a vaporizar todo el líquido del Erlenmeyer ¿sería el peso molecular obtenido muy grande o muy pequeño en comparación con el valor teórico? Muy pequeño ya que se no se alcanza a vaporizar todo.

3. ¿Por qué no puede determinarse el peso molecular del n-butanol con este método? 4. ¿El comportamiento del líquido utilizado en estado de vapor se asemeja más a un comportamiento de gas ideal o gas real? Justifique su respuesta. A gas ideal.

Conclusiones. 

Podemos determinar la masa molar de cualquier liquido volátil a partir de la ecuación de gas ideal, siempre y cuando nos encontremos a las condiciones adecuadas (altas temperaturas y presiones bajas), y tomando en cuenta la ecuación de Dalton (las presiones parciales) ya que nos va a servir para determinar la presión que ejerce nuestro liquido volátil a nuestro sistema (de lo contrario no podríamos hacer los cálculos).

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Se concluye que todos los métodos existentes para la obtención del peso molecular y la densidad de una sustancia volátil, solo pueden otorgarnos un valor muy aproximado a lo es el valor real.

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Se concluye que el error en el método de Dumas pudo deberse a que al momento de romper el capilar de Dumas, lograron desprenderse pequeñas partículas de vidrio, haciendo variar el peso del balón.

Bibliografías.   

Castellán, G.W. 1987. Fisicoquímica. Addison-Wesley Iberoamericana, Argentina-México. Garland, C., Nibler, J., Shoemaker, David. 2003. Experimental in Physical Chemistry. SéptimaEdición. Mc. Graw Hill. Peña A.B. Fisicoquímica, Manual de laboratorio. Universidad de Medellín. 2007

Anexos. 1) ¿A qué se le llama gas ideal? Un gas ideal es un conjunto de átomos o moléculas que se mueven libremente sin interacciones. La presión ejercida por el gas se debe a los choques de las moléculas con las paredes del recipiente. El comportamiento de gas ideal se tiene a bajas presiones es decir en el límite de densidad cero.

2) ¿Cuáles son las leyes de los gases ideales? De 2 ejemplos donde se aplique cada ley 

LEY DE AVOGADRO Relación entre la cantidad de gas y su volumen Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.

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LEY DE BOYLE Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

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LEY DE CHARLES Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

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LEY DE GAY-LUSSAC Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

Ejemplos: 

Ejercicio 1: Calcular el volumen de 6,4 moles de un gas a 210ºC sometido a 3 atmósferas de presión. Solución: Estamos relacionando moles de gas, presión, temperatura y volumen por lo que debemos emplear la ecuación P · V = n · R · T V = n · R · T / P = 6,4 · 0,0821 · (273 + 210) / 3 = 84,56 litros

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Ejercicio 2: Calcular el número de moles de un gas que tiene un volumen de 350 ml a 2,3 atmósferas de presión y 100ºC. Solución: Estamos relacionando moles de gas, presión, temperatura y volumen por lo que debemos emplear la ecuación P · V = n · R · T n = P · V / R · T = 2,3 · 0,35 / 0,0821 · (273 + 100) = 0,0263 moles

3) ¿En qué consiste el método de Dumas para la determinación del peso molecular de un líquido volátil?

El método de Dumas consiste en introducir una pequeña cantidad de líquido en un matraz terminado en un tubo capilar. Se lleva el líquido a ebullición y la diferencia de pesos entre el matraz lleno de agua y lleno de aire permite determinar el peso del vapor y su volumen.

4. ¿Qué es un líquido volátil? De 5 ejemplos Una sustancia volátil es aquella que se evapora a temperatura ambiente sin necesidad de aplicarle alguna fuente de energía, por ejemplo: tolueno, benceno, hidróxido de amonio, alcoholes, thiner, gasolina, petróleo....